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Utiles ou polluants : les sels minéraux d'une rivière ou d'un lac

L’eau d’un lac ou d’une rivière n’est jamais pure bien entendu. Elle est toujours plus ou moins chargée en sels minéraux. Certains sont très utiles à l’équilibre du milieu et à la croissance de ses occupants. D’autres, principalement arrivés là par le fait d’une importante activité humaine, le sont évidemment beaucoup moins.

Sans eau pas de vie. Tous les êtres vivants en sont absolument et totalement dépendants. En permanente immersion, les habitants des milieux aquatiques ont une vie totalement orientée par la qualité de cet environnement. Les eaux d’une rivière ou d’un lac sont des mélanges complexes qui peuvent évoluer en permanence.

La composition de l’eau d’une rivière va évoluer tout au long de son parcours. 
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

Des échanges directs

Les sels minéraux qu’elles contiennent notamment peuvent booster ou au contraire limiter un écosystème entier. Tous les habitants des milieux aquatiques d’eau douce ont besoin de ces sels minéraux. Certaines carences peuvent en effet avoir des répercussions très importantes sur leur métabolisme, en commençant par leur croissance. Les vertébrés les utilisent pour solidifier leur squelette, les invertébrés s’en servent pour fabriquer leur enveloppe externe. Chez les poissons, les sels minéraux sont assimilés par échanges directs avec l’eau grâce aux phénomènes d’osmorégulation. Les proies capturées leur permettent aussi de maintenir des concentrations d’eau, et donc de sels minéraux, correctes dans leur métabolisme. Leur présence et leur abondance dans l’eau sont déterminantes.

Cela ne fait aucun doute : les eaux de ce torrent sont calcaires. 
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

La molécule

H2O : deux atomes d’hydrogène pour un d’oxygène. C’est la molécule simplissime dont nous dépendons tous, celle que les scientifiques cherchent à travers tout l’univers, guettant d’éventuelles existences extraterrestres. Sur Terre, l’eau occupe près de 70% de la surface totale, les eaux superficielles étant majoritairement salées. La présence d’eau douce, presque dérisoire, représente seulement 3% de ces 70%. Et la quasi-intégralité des eaux douces continentales est stockée sous forme de glace. On se rend compte que l’eau douce à l’état liquide est en fait d’une incroyable rareté à l’échelle planétaire : seulement 0,3% de la surface en eaux. À la vue de ces chiffres étonnants, on comprend mieux les problématiques liées au partage entre les hommes d’une si faible quantité de cet or bleu.

Sur des fonds très sablonneux, les eaux sont souvent acides. 
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

Additifs naturels

Lac, marais, ruisseaux, mer… toutes ces eaux présentes sur le globe sont différentes en fonction de la nature et des quantités de sels minéraux, sortes d’additifs naturels, qu’elles recèlent. Il suffit de lire l’étiquette d’une bouteille d’eau minérale pour constater la présence de ces nombreux « additifs » naturels. Le cycle de l’eau joue alors une importance capitale dans le processus d’acquisition de ces sels minéraux dont la qualité et la quantité ont des effets inévitables sur les écosystèmes aquatiques et sur leur productivité. En milieu naturel, l’eau chimiquement pure, uniquement composée de molécules d’H2O, n’existe pas. Nous sommes en présence, en réalité, de solution aqueuse qui évolue au fil du temps. Durant tout son cycle, l’eau joue un rôle de transporteur et de solvant mais aussi de réactif chimique. Dès sa formation, une goutte de pluie ne reste pure qu’un très court laps de temps. Dès sa formation et sa chute, les premiers contacts avec l’atmosphère donnent lieu à des échanges. L’eau se charge d’éléments présents – premiers minéraux mais aussi premiers polluants – dans l’air ambiant. En ville, à la campagne ou à la montagne, la nature des éléments captés est variable puisqu’elle dépend aussi de la qualité de l’air. Sur certaines zones industrialisées ou très urbanisées, la pluie n’a pas encore atteint le sol qu’elle est déjà polluée, suite aux interactions avec des gaz présents dans l’air ambiant. Parvenue sur le sol, l’eau poursuit son cycle naturel en continuant ses échanges permanents avec son environnement. La nature du bassin-versant aura un effet évidemment prépondérant sur sa composition chimique et son évolution.

L’eau qui va tomber de ces nuages est encore pure mais ne va pas le rester bien longtemps. 
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

Des eaux acides

L’eau de pluie n’est pas neutre mais toujours légèrement acide, ce qui favorise la dissolution des matières qu’elle rencontre. Ce processus facilite les interactions avec l’environnement sur lequel elle ruisselle ou dans lequel elle pénètre. Le type de socle rocheux, la végétation sont d’autant d’éléments importants qui définissent sa composition. Au fil de son parcours, l’eau va très lentement dissoudre, et s’en charger, les minéraux rencontrés dans son environnement. Au fur et à mesure de son avancée, les concentrations vont ainsi s’accroître.

Les pluies acides

En traversant l’atmosphère, l’eau de pluie s’imprègne des premiers minéraux mais aussi hélas des pollutions. L’activité humaine (élevage, industrie, transports, etc.) génère quantité de différents gaz qui peuvent contenir certaines molécules très dangereuses pour l’environnement, comme l’oxyde de soufre et l’oxyde d’azote, par exemple. Ces matières polluantes acidifient considérablement les gouttes de pluies qui, lors de leur arrivée sur le sol, font de sérieux dégâts sur les végétaux : c’est ce qu’on appelle les pluies acides.

L’acidité des eaux de tourbières ne facilite pas la productivité du milieu.
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

L'indice de dureté

Suivant les régions, certains sels minéraux dominent parfois de manière très marquée, d’autres étant aux abonnés absents. En général, plus on s’éloigne des sources, plus les concentrations ont tendance à s’accroître. Calcium, potassium, sodium, magnésium, sous forme de sulfates, nitrates, de bicarbonates et de chlorures, constituent l’essentiel des éléments minéraux que l’on retrouve dans l’eau d’un lac ou d’une rivière. La concentration en calcium et en magnésium est un indicateur permettant de déterminer la dureté de l’eau. Dans le Sud-Est ou le Nord, certains départements recèlent des eaux d’une dureté parfois extrême. En Bretagne ou dans le Massif central, les eaux sont au contraire très douces. De manière assez synthétique, les eaux calcaires génèrent des milieux riches. La croissance des poissons peut y être rapide alors qu’inversement, les cours d’eau s’écoulant sur des socles granitiques par exemple sont le fait de milieux pauvres où le grossissement des poissons est très ralenti.

Les sels minéraux qu’elles contiennent interviennent sur la couleur des eaux de nos ruisseaux et rivières. 
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

Douces et acides

Les milieux où les eaux sont très douces sont souvent aussi acides, facteur limitant pour le dynamisme d’une rivière ou d’un plan d’eau. Les sols calcaires, par leur nature, ont tendance à limiter l’acidification naturelle des sols, maintenant une stabilité qui tend vers la neutralité. Autre élément dont se charge l’eau durant son long parcours : les fameux nitrates. Leur consommation par les végétaux ou le phytoplancton favorise la productivité du milieu, en dynamisant la base de la chaîne alimentaire. Naturellement, ils sont le fruit de la minéralisation des matières organiques en décomposition.

Des nitrates en excès sont responsables de l’eutrophisation de nombreux cours d’eau. 
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

L'eutrophisation

Cependant, il arrive parfois que ces nitrates se retrouvent en excès dans l’eau. L’agriculture, avec ses épandages massifs d’engrais et les rejets liés à l’élevage, sature de nombreux bassins en nitrates. Ce phénomène engendre des développements massifs d’algues, créant des blooms (explosions) phytoplanctoniques. C’est l’eutrophisation – un développement exagéré de végétaux qui peuvent envahir entièrement certains cours d’eau – considérée comme une véritable pollution, capable à terme d’asphyxier entièrement le milieu.

La croissance des poissons est liée de très près à la composition chimique des eaux dans lesquelles ils évoluent.
Crédit photo : Jean-Baptiste Nurenberg

Pêche électrique et conductivité

Pour mener leurs travaux d’échantillonnage, d’inventaire et de sauvetage, les fédérations entreprennent très régulièrement des pêches électriques. Le principe repose sur la production d’un champ électrique généré par deux électrodes : l’anode et la cathode. Cette pratique est rendue possible grâce à la conductivité de l’eau qui serait nulle si cette eau était pure. Ce sont les sels minéraux qui assurent en effet le transfert d’électricité entre les électrodes. Plus leur concentration est importante, plus la conductivité de l’eau est importante.

 

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Biologie – Environnement

Magazine n°906 - novembre 2020

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